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道路設計之圓曲線(xiàn)超高設計
先來(lái)了解一下超高的概述,道路設計時(shí)為什么要設置超高呢?
超高是指車(chē)輛在彎道上行駛,為了抵抗離心力的作用,常需要設置超高。即由直線(xiàn)路段的雙向橫坡路面通過(guò)超高緩和段過(guò)度到全超高的單向橫坡路段。
在設計中如何知道超高被明確的設置呢?只要知道橫斷面在超高過(guò)渡段上任何一點(diǎn)與高程基準點(diǎn)的高差被明確的確定,這個(gè)時(shí)候超高設置就能明確的反映出來(lái)。
在了解超高之前,大家打清楚的了解道路橫斷面的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)位和軸線(xiàn)。首先是設計基準點(diǎn),高程基準點(diǎn)通常采用路肩邊緣點(diǎn)、路中線(xiàn)點(diǎn)或中央分隔帶邊緣點(diǎn)。
另外一個(gè)就是軸線(xiàn),為了保證超高過(guò)渡的平穩連續,需要在路面的三個(gè)軸線(xiàn),也就是路中線(xiàn)、內存路面邊緣線(xiàn)或外側路面邊緣線(xiàn)將路面進(jìn)行旋轉。從而達到雙向橫坡果斷到單向橫坡的目的。
最后一個(gè)為了讓超高計算更加清晰,還需要明確橫斷面上的幾個(gè)代表點(diǎn),以道路左轉為例。有左側也就是內側路肩邊緣、內側路面邊緣、路中、和右側也就是外側路面邊緣、路肩邊緣這五個(gè)代表點(diǎn)。道路右轉同理。
好了,接下來(lái)開(kāi)始說(shuō)超高了。
超高的過(guò)渡方式分為有中央分隔帶和無(wú)中央分隔帶兩種。
1.1.1、當超高等于路拱橫坡時(shí),只需要將外側行車(chē)道繞中線(xiàn)逐漸抬高旋轉至于內側橫坡相等。
1.1.2、當超高大于路拱橫坡時(shí),可以采用三種方式過(guò)渡:①繞中軸旋轉;②繞內邊軸旋轉;③繞外邊軸旋轉。這里有適用于新手的一個(gè)小技巧,在超高過(guò)渡前1-2m,把路肩抬高至和路面同坡,然后再開(kāi)始旋轉。
繞中軸旋轉:將外側車(chē)道繞路中線(xiàn)旋轉,等到與內側橫坡相同時(shí),整個(gè)斷面一起再繞中線(xiàn)旋轉,直到超高值。這種方法可保持中線(xiàn)高程不變,多用于舊路改建。
繞內邊軸旋轉:將外側車(chē)道繞路中線(xiàn)旋轉,等到與內側橫坡相同時(shí),整個(gè)斷面一起再繞內側到邊緣線(xiàn)進(jìn)行旋轉,直到超高值。這種方法利于路面縱向排水,多用于新建道路。
繞外邊軸旋轉:先將外側車(chē)道繞外邊線(xiàn)旋轉,內側車(chē)道隨著(zhù)中線(xiàn)的降低而降低,構成單向橫坡后,整個(gè)斷面一起再繞外側邊線(xiàn)旋轉,直到超高值。這個(gè)方法比較特殊,多用于改善路容。在填方較高路段有利于減少土石方數量和道路占地。
1.2.1、繞中央分隔帶中心:將外側行車(chē)道繞分隔帶邊線(xiàn)旋轉,待與內側行車(chē)道構成相同橫坡后,整個(gè)斷面一起繞中央分隔帶中線(xiàn)旋轉,直到超高值。
1.2.2、繞中央分隔帶外側邊緣:將兩側行車(chē)道分別繞中央分隔帶邊線(xiàn)旋轉,各自成為獨立的單向超高橫斷面,此時(shí)中央分隔帶不發(fā)生傾斜。
1.2.3、繞各自行車(chē)道中線(xiàn):將兩側行車(chē)道分別繞中央分隔帶邊線(xiàn)旋轉,各自成為獨立的單向超高橫斷面。
我們在道路平縱橫設計后,會(huì )生成一張路基設計表。路基設計表中序列數有道路中線(xiàn)、內側路基邊緣、外側路基邊緣的高程值,這三個(gè)值是有在設置超高需求的彎道超高計算完成后才能得到的。
路基設計表
路基設計表:為便于施工,平曲線(xiàn)設計超高后,道路中線(xiàn)和內、外側(路肩)邊緣線(xiàn)與設計高程之差應列于路基設計表中。計算時(shí)需要按照超高過(guò)渡段、全超高段分別計算中線(xiàn)、內緣及外緣的高程。
下面以無(wú)分隔帶道路繞中軸旋轉為例,設置超高路肩邊緣點(diǎn)為高程設計基準點(diǎn)。在進(jìn)行計算之前,大家要明確一個(gè)道理,超高的本質(zhì)就是高差計算。要明確橫斷面上特定寬度乘以坡度差的計算理念。
超高計算原理圖示
雖然超高計算圖示里有很多參數,但是大家需要了解其中三個(gè)重要的參數,分別是ix(x距離處路拱橫坡度)、bx(x距離處路基加寬值)和x0(與路拱同坡度的單向超高點(diǎn)到超高過(guò)渡段起點(diǎn)距離)。
超高計算表中,超高位置在圓曲線(xiàn)上時(shí)主要計算內容包括全加寬、全超高時(shí),通常是從緩圓到圓緩段。其中超高計算原理圖示中hc表示路基外緣最大抬高值;hc‘表示路中線(xiàn)最大抬高值;hc‘’表示路基內緣最大降低值。
超高位置在過(guò)渡段上時(shí),通常是直緩點(diǎn)到緩圓點(diǎn)。hcx表示x距離處,路基外緣抬高值;hcx’表示x距離處,路中線(xiàn)抬高值;hcx‘’表示x距離處,路基內緣降低值。
那么如果設計圖紙上有對應的超高點(diǎn)信息,我們該如何將超高數據輸入手簿呢?小編就以中海達為例。
首先打開(kāi)中海達RTK手簿測量軟件Hi-Survey,【測量】-【道路設計】
接著(zhù)選擇【橫斷面設計線(xiàn)】-【超高】
點(diǎn)擊【添加】-【左】根據圖紙選擇左或右,這里假設是右側
選擇對應超高作用的橫斷面板塊,此處以機動(dòng)車(chē)道設超高為例輸入。
簡(jiǎn)化舉例,我們假設圖紙上超高變化點(diǎn)讀取如下:
超高變化點(diǎn)1:里程 20 坡度 -1.5%
超高變化點(diǎn)2:里程 30 坡度 2%
超高變化點(diǎn)3:里程 40 坡度 2%
超高變化點(diǎn)3:里程 50 坡度 -1.5%
超高設在 左側機動(dòng)車(chē) 板塊 錄入如下:
依次輸入四組超高點(diǎn)數據,在預覽界面可以對應查看
輸入40可以看見(jiàn)對應左側機動(dòng)車(chē)道板塊坡度2%,朝上微微翹起(輸入對應里程,點(diǎn)擊檢查里程,可查看對應里程橫斷面)
至此,超高點(diǎn)數據輸入完成。
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